Изготовление изделий из бронзы

Статьи

Технология литья из бронзы и латуни

Эту страничку мы решили открыть для того, чтобы Вам стал несколько понятней производственный процесс художественного литья из бронзы и латуни. Нам часто приходиться отвечать на вопросы наших потенциальных Заказчиков о том, что изготовление того или иного изделия из бронзы сопряжены с достаточно трудоемким и длительным процессом. Особенно это касается таких изделий, которые изготавливаются с «нуля», т.е. эксклюзивное исполнение по идее, а в лучшем случае по предварительному эскизу Заказчика.

Литейное дело — одно из самых древних в мире ремесел. На заре литейного производства модель изготавливали из воска, а формы для литья были глиняными. В более поздний период, примерно в XII веке, появились более совершенные двухсторонние формы. С их помощью изготовлялись самые разные изделия: домашняя утварь, оружие, украшения. В XV веке для литья научились использовать чугун. Со второй половины XIX века распространилась сталь, и литейное производство значительно усложнилось.

Эскиз изделия

Но вернемся к технологии литья и изготовления изделий из бронзы и латуни на нашей Фирме.

После того как Заказчик пришел к окончательному решению, как он хочет видеть свою идею, воплощенную в бронзе, начинается работа наших дизайнеров и художников над эскизом будущей модели изделия [фото 1 >>].

Модель отливки

Окончательный вид эскиз приобретает в виде рабочего чертежа, по которому уже и изготавливается сама модель [фото 2 >>]. Модель отливки используется для создания отпечатка в литейной форме: она задает требуемые контуры изделия.

В ручном литье (что преимущественно и присутствует в нашей мастерской) чаще применяются разъемные и неразъемные гипсовые, пластиковые, деревянные модели.

Для изготовления наиболее сложных штучных изделий, используются деревянные модели (бук, ольха, липа, сосна) или модели из слоновой кости многократного применения.

Модель отливки должна иметь достаточно гладкую и ровную поверхность. Для этого ее покрывают двумя слоями модельного лака вслед за грунтовкой и шпаклевкой.

По своей конструкции модели отливки делятся на три вида.

• Неразъемные. Модели этого вида очень часто применяют в ручном литье. Неразъемные модели извлекают из формы, не разделяя на части. При формовке модели этого вида оставляют четкий отпечаток наружного контура будущего изделия.
• Разъемные. Модели этого вида состоят из нескольких частей, которые легко отделяются друг от друга по сложной поверхности или по плоскости.
• Специальные. Модели этого вида представляют собой формовочные шаблоны или скелетные модели и используются для формовки сложных изделий из бронзы, латуни.

После того, как закончена работа над моделью, и она утверждена у Заказчика, происходит следующий этап — изготовление литейной формы, при помощи модели изделия и различных инструментов и приспособлений, а так же песчаной (формовочной) смеси. Процесс изготовления литейной формы (формовка) — наиболее трудоемкий и продолжительный.

В литейную форму заливают расплавленный металл, который заполняет полость, остывает в ней и формирует отливку, своими очертаниями повторяющую форму модели [фото 3 >>].

Для отливки изделия используются такие сплавы как бронза, латунь и др.

Литейные формы подразделяются на разовые и многоразовые. Основная составляющая формовочных смесей при изготовлении разовых форм — кварцевый песок; в качестве связующей добавки используют глину. После того как отливка готова, разовую форму разрушают.

Литейная форма составляется из двух полуформ — опок. Они служат для удержания формовочной смеси при ее уплотнении. Как правило, опоки заполняют смесью из органических и неорганических материалов [фото 4 >>]. При ручном способе формовки используют небольшие по массе и размерам опоки.

Заливка формы

По окончании процесса формовки изделия, начинается подготовка приготовления расплава для заливки формы. Металл расплавляют в плавильной печи одной из разновидностей: вагранка, пламенная, тигельная, дуговая и др.

При художественном литье крайне редко используются металлы в чистом виде. Литейные сплавы бывают черными (из чугуна и стали) и цветными (из соединения в определенных пропорциях магния, цинка, свинца, алюминия, олова, меди и других металлов). Самые распространенные в литейном деле сплавы — серый литейный чугун и различные медные сплавы. Наиболее известные медные сплавы — латунь и бронза, которые в большинстве случаев и используется в мастерской нашей Фирмы для изготовления изделий.

Латунь представляет собой сплав цинка и меди, иногда — некоторых других элементов. Латунь имеет достаточно плотную структуру и обыкновенно используется для изготовления отливок со сложной поверхностью.

Бронза представляет собой сплав, в который входят олово, алюминий, марганец, или свинец. В свою очередь, бронзы подразделяются на безоловянные и более распространенные оловянные.

По готовности металла в печи производится заливка литейной формы. Это самая короткая операция в литейном деле, однако, она играет основную роль в процессе отливки, т.к. при заливке возможны разнообразные виды брака — пригар, спаи, недоливы, шлаковые раковины и т.д. Для выполнения этой операции используются ковши самой разнообразной формы [фото 5 >>]. В мастерской нашей Фирмы используются ручными ковшами — ложками.

Выбивка формы

Следующая технологическая операция после отливки — выбивка. Она заключается в том, что после достаточного охлаждения отливки форму разрушают. Технология нашей выбивки проходит вручную с использованием клещей и молотка [фото 6 >>].

После выбивки отливка имеет на своей поверхности прибыли, литники, выпоры (спец. термины), кроме того, могут образовываться заливы [фото 7 >>].

Дальше происходит процесс удаления прибылей, литников, выпоров, заливов, который носит название обрубки.

По окончании обрубки отливки очищают от формовочной смеси, пригоревшей к их поверхности. Это делают вручную с использованием металлических щеток. Ажурные изделия очищают круглыми механическими проволочными щетками [фото 8 >>].

При необходимости более качественного изготовления изделия применяется чеканка. Поверхность модели уже имеет рисунок, однако каким бы четким он ни был, нельзя получить идеального качества рисунка на отливке (для этих целей используется метод литья по выплавляемым моделям). Поэтому и производится чеканка поверхности изделия. В ходе художественной обработки изделия эта операция может считаться наиболее сложной и трудоемкой [фото 9 >>].

После окончательной доводки, изделие можно, по желанию Заказчика, покрыть золотом, серебром, никелем, патиной и т.д.

Сборка отливок

На заключительном этапе происходит сборка отливок, т.е. соединение в одно целое частей изделия (если, соответственно, изделие составное). Отливки монтируются так, чтобы знак на одной части отливки и соответствующее ему гнездо полностью совпали [фото 10 >>].

Процесс художественного литья из бронзы и латуни завершен. Изделие готово к приему Заказчика и долгие годы будет радовать своим видом не одно поколение.

В заключении нам еще раз хотелось бы сказать о том, что эта статья не преследует рассмотрение глубоких технологических процессов и тонкостей художественного литья. Мы лишь в сжатой форме попытались описать тот процесс производства, который происходит в мастерских нашей Фирмы.

И если Вам стало понятно, что этот процесс достаточно сложный, трудоемкий и занимает определенный срок по времени, то со своей задачей мы справились. И если Вы решились заказать какое-то оригинальное изделие по Вашей идее или эскизу, учитывайте, пожалуйста, временной фактор его изготовления. И тогда мы выполним неповторимое и единственное Ваше художественное изделие из бронзы или латуни.

С уважением, директор ООО «НИМБЪ» А. В. Седушкин

О Фирме — Технология производства изделий из бронзы

Литейное дело можно смело отнести к наиболее древним ремеслам в мире. Когда литейное производство только зарождалось, тоговые мастера изготавливали свои модели из воска, а литейные формы – из глины. Позднее (примерно в XII н.э.), благодаря развитию технологий, появились двухсторонние формы для литья, при помощи которых изготавливались изделия более сложной формы – это и домашняя утварь, и оружие, и всевозможные украшения. В Средневековье (а именно в XV столетии) человечество научилось плавить чугун, а со второй половины XIX – еще и сталь. Литейное производство существенно усложнилось, и в нем начали активно использовать самые современные технологии и инструменты.

Эскиз изделия

Наша компания занимается изготовление литых изделий из бронзы и латуни. Нам под силу воплотить абсолютно любые замыслы заказчика, ведь после того, как мы получаем заказ, над созданием будущего эскиза трудятся профессиональные художники и дизайнеры. Таким образом, создается будущая модель изделия, в которой учтены все пожелания заказчика.

Модель отливки

Свой окончательный вид рабочий эскиз приобретает в виде чертежа, по которому изготавливается непосредственно сама модель. Такая модель отливки позволяет создать в литейной форме точный отпечаток будущего изделия. Можно сказать, что от точности такой модели зависит и качество отливки, а потому очень важно соблюсти все требования в процессе изготовления. Модель отливки в обязательном порядке должна имеет ровную и идеально гладкую поверхность – для этих целей она покрывается слоем шпаклевки, грунтовки и лака.

В ручном литье (а именно оно доминирует в нашей мастерской) используются разъемные и неразъемные модели отливок. Основными материала для их изготовления являются гипс, дерево или пластик. Следует отметить, что если изделие имеет сложную форму и высокую точность поверхности, то модель изготавливается из ценных пород древесины, как-то липа, ольха, сосна и бук. В некоторых случаях применяются даже модели из слоновой кости, которые можно использовать не один раз.

Конструктивно все модели, которые используются в современном литье, можно условно разделить на несколько типов:

1. Неразъемные. Такие модели наиболее часто используются в ручном литье. Извлечение таких моделей из формы происходит без разделения их на части. В процессе формовки неразъемные модели оставляют четкий отпечаток формы будущей отливки, что делает процесс литья довольно высокоточным.
2. Разъемные. Модели данного типа состоят из нескольких частей (как правило, двух), которые легко отделяются по плоскости или же фасонной поверхности. Как правило, формировка отливки посредством таких моделей происходит в разъемных опоках.
3. Специальные – модели, которые, по сути, являются формовочными шаблонами или же скелетными моделями и применяются для формировки особо сложных латунных и бронзовых отливок.

После завершения работы по созданию модели и утверждению готового варианта у заказчика, выполняется еще один этап литья – изготовление формы. Именно в нее в дальнейшем заливается раскаленный металл, своими очертаниями, повторяющий форму модели. Для того, чтобы изготовить литейную форму используется непосредственно сама модель изделия, всевозможные инструменты и основной компонент – песчано-глиняная смесь. Следует отметить, что процесс формовки (изготовления формы для литья) можно назвать наиболее трудоемким и сложным. Зависит продолжительность создания формы от габаритов изделия, а также его сложности.

Современные литейные формы можно разделить на несколько видов: разовые и многоразовые. Основной составляющей любой литейной формы является кварцевый песок, в который для повышения вязкости добавляют глину (в некоторых случаях, еще и машинное масло). После изготовления отливки, разовую форму разрушают и полученный материал используют повторно.

Состоит любая литейная форма из опок (две полуформы). Такие конструкции (как правило, выполненные из стали) удерживают формовочную смесь при ее уплотнении. В ходе ручной формовки используются легкие переносные опоки, имеющие небольшие габариты.

Заливка формы

После того, как формовка завершена, форму подготавливают под дальнейшую заливку. Металл плавится в печи, которая может быть нескольких основных видов: пламенная, тигельная и дуговая.

Следует отметить, что в процессе художественного литья «чистые» металлы используются довольно редко. Сплавы для литья могут быть черными (чугун, стать) и цветными (пропорциональное соединение алюминия, олова, меди, магния цинка и т.д.). Наиболее популярными (в силу простоты плавки и литья) можно назвать бронзу и латунь – именно такие материалы в большинстве случаев и используются нашей Фирмой для получения отливок.

Латунь – это цветной металл, который является сплавом цинка и меди. Как правило, имеет плотную структуру и применяется для производства отливок сложной формы.

Бронза представляет собой сплав олова, алюминия, марганца или свинца. Существует несколько типов бронзы – безоловянная и оловянная (наиболее распространена для литья).

Как только металл в печи расплавился, производится заливка его в литейную форму. Это сама кратковременная операция литья, однако, роль ее довольно-таки велика. Именно при заливке появляется всевозможный брак, как-то раковины, пригары, недоливы. Наши мастера ля заливки расплавленного металла используют самые разнообразные ковши, но самыми оптимальными являются специальные ложки.

Выбивка отливки из формы

После литья и остывания металла в форме, производится выбивка готовой отливки. Суть такого процесса заключается в разрушении литейной формы, для чего наши мастера используют клещи и молоток.

Опиловка и обрубка

После того, как отливка вынута из формы, на ней имеются всевозможные литники, выпоры и прибыли. Также, возможно образование заливов, которые необходимо удалить, дабы придать изделию завершенный внешний вид. Производится такой процесс при помощи специальных инструментов.

После обрубки, отливку нужно очистить от пригоревшей формовочной смеси и других дефектов. Как правило, выполняется очистка вручную посредством металлических щеток и прочих инструментов.

Полировка готового изделия, полученного посредством литья, производится при помощи специальной пасты, которая наносится на матерчатые круги. Кроме того, возможно использование абразивных материалов и гарцевочных щеток – все это делает возможных получения самого высокого качества финишной обработки.

Финишным процессом обработки отливки можно назвать чеканку. Она необходима тогда, когда поверхность модели имеет рисунок, но по каким-то причинам он не слишком четкий. Чеканка – это довольно сложный и трудоемкий процесс, который проводится настоящими профессионалами своего дела. После окончательной обработки, изделие (по желанию заказчика) может быть покрыто декоративным слоем золота, серебра, никеля или патины.

Тонирование

Тонирование – это процесс, предполагающий нанесение на отливку слоя патины, дабы искусственно состарить изделие. Цвет патины может быть разнообразным и колебаться от светло-коричневого до черного.

Сборка отливок

В последнем этапе происходит сборка отливок, т.е. соединение в одно целое частей изделия (если, соответственно, изделие составное). Отливки монтируются так, чтобы знак на одной части отливки и соответствующее ему гнездо полностью совпали.

Процесс художественного литья из бронзы и латуни завершен. Изделие готово к приему Заказчика и долгие годы будет радовать своим видом не одно поколение.

В заключении нам еще раз хотелось бы сказать о том, что эта статья не преследует рассмотрение глубоких технологических процессов и тонкостей художественного литья. Мы лишь в сжатой форме попытались описать тот процесс производства, который происходит в мастерских нашей Фирмы.

Описание основных этапов бронзового литья

Данные археологических раскопок, а также исторических хроник подтверждают, что бронзовое литье можно отнести к старинным способам обработки металла. Технологию, требующую виртуозного мастерства при точном соблюдении правил, ремесленники прошлого держали в секрете. Современное литье бронзы представляет собой прочный сплав древних литейных секретов с прогрессивными технологиями, что позволяет любоваться красотой авторских изделий.

Бронза в литейном деле

О технологии бронзового литья было известно не менее 12 тысячелетий тому назад, тогда из бронзы отливали не только простые орудия труда и предметы домашнего обихода, но и разнообразные украшения. На протяжении веков мастера литейного дела совершенствовали технологию, которая сегодня стала отработанным способом создания уникальных предметов различной направленности.

Произведения мастеров средних веков и античных времен, сохранившиеся до наших дней, удивляют совершенством бронзового литья. Современная изысканность бронзовых изделий ассоциируется с аристократизмом средневековья, украшая современный быт.

Совершенствование этапов работы с металлом позволяет использовать бронзу не только для изготовления скульптурных композиций и сувенирных наборов. Из металла отливают ограждения (ворота, заборы) и лестничные конструкции, предметы оформления интерьеров, барельефы и осветительные приборы.

Общие характеристики металла

Бронза не относится к однородным металлам, а представляет собой сплав на основе меди, усиленный легирующими добавками алюминия, бериллия, свинца, кремния, олова. На основе количества и типа дополнительных компонентов, кроме латуни, бронзовый сплав приобретает определенную расцветку, ряд химических и физических характеристик.

Бронзу относят к особо прочным и стойким сплавам, температура ее плавления составляет 900–1100 градусов. С учетом базовых показателей материала, его применяют на производстве, а также для получения художественного литья благодаря обилию полезных свойств:

• высокой прочности, износостойкости;
• исключительно низкому уровню коррозии;
• простоте обработки, паростойкости;
• способности проводить ток и тепло;
• устойчивости к внешним повреждениям.

С точки зрения химического состава, бронза может быть двух вариантов – безоловянные и оловянные сплавы. Сочетание олова с медью наделяет конечный материал крепостью, но понижает температуру плавления и теплопроводность. В качестве примера бронзово-оловянного сплава можно назвать колокольную бронзу, но изделия из нее приобретают повышенную хрупкость.

Бронзы без олова

К материалам без содержания олова относят следующие виды:

• особо стойкая свинцовая с широким спектром антифрикционных свойств, тугоплавкая;
• бериллиевая – самая прочная и пластичная после закаливания;
• кремниецинковая с высоким показателем текучести при расплавлении;
• алюминиевая – стойкая к агрессии химических элементов, окружающей среды.

В составе многокомпонентного сплава без присутствия олова содержится 2,5 % легирующих элементов, значительно улучшающих набор полезных качеств бронзового металла. Наличие железных примесей способствует улучшению структуры и прочностных характеристик сплава. Для маркирования бронзы применяют сочетание букв «Бр», после которых следует первые буквы названия добавки (алюминий, бериллий, свинец и т.д.) и процент ее содержания в сплаве.

Температура плавления

Сведения о температурах плавления и литья отдельных видов бронзы приведены в таблице ниже:

По технологическим характеристикам бронзы бывают двух типов:

• деформируемый вид, отлично выдерживающий механическую обработку, используют для штамповки, изготовления проволоки, производства листов;
• литейную разновидность стойкую к высоким температурам, используют для отливки изделий больших габаритов с особо сложной конфигурацией.

Название «бронза» металл получил по аналогии с древнейшим морским портом Италии – Бриндизи. В четвертом тысячелетии до н. э. местные металлурги достигли совершенства в массовом производстве сплава меди и олова, а эпоху стали называть бронзовым веком.

Подготовка к работе

Металл популярен не только в различных отраслях современной промышленности (судостроение, авиация, ракетная техника и др.), но также для литья скульптурных композиций по причине долговечности и стойкости к механическим повреждениям. Высокохудожественные формы бронзовых изделий украшают театры и дворцы, залы торжественных мероприятий.

Несмотря на сложность технологии, художественное литье бронзы остается востребованной процедурой, которая реально станет прибыльным бизнесом по причине низкой насыщенности рынка. Сначала будущему мастеру понадобится стартовый капитал не менее 200 тысяч рублей, чтобы заняться приобретением оборудования, постижения секретов работы с материалом.

Необходимое оборудование

Для обустройства небольшой плавильной мастерской нужно приобрести:

• простую плавильную печь;
• чугунный либо стальной тигель;
• специальный вид щипцов для извлечения тигля;
• формы для отливки, вспомогательный крючок;
• горн потребуется, если печь не муфельная;
• запас древесного угля, если использовать горн для плавления.

Подбирая помещение для литейных работ, важно снабдить его эффективной вентиляцией, подготовить набор надежных средств, обеспечивающих противопожарную защиту. Для отлива мелких изделий можно воспользоваться небольшим помещением. Литье крупногабаритных конструкций лучше выполнять в цеху или гараже.

Общий план процесса выглядит следующим образом:

• создание эскиза, а затем модели для отлива;
• загрузка металлолома в тигель, плавление внутри печи;
• заполнение отливочной формы жидким сплавом;
• извлечение готового изделия, устранение дефектов.

Перед процессом самостоятельного литья бронзы необходимо запастись сырьем. Для этого подойдет небольшой запас бронзового лома – выпускаемые промышленностью слитки металла либо детали сантехнических приборов.

Этапы бронзового литья

Художественные изделия, отлитые из бронзы, удивляют изысканностью внешних очертаний, а время не вредит их поверхности. Благодаря формированию оксидной пленки, обволакивающей поверхность поделки, она превращается в антиквариат, что повышает цену бронзовых моделей. Теперь рассмотрим подробнее каждый этап домашнего литья с учетом важных нюансов производственного процесса.

С чего начинать

На подготовительной стадии идею для собственноручного творчества следует отобразить на бумаге – подготовить эскиз будущего шедевра. По чертежу будет создана модель изделия из выбранного материала – гипса, дерева, пластилина, воска или других пластичных материалов, для плавления которых достаточно невысоких температур. Заготовка создает отпечаток внутри литейной формы, обозначая контуры бронзовой статуэтки.

Занимаясь литьем, мастера выбирают определенный вид модели в зависимости от характеристик будущего изделия.

1. Неразъемной конструкцией пользуются во время ручного литья. Модель такого вида, сохраняющую четкие очертания контура, удается извлекать из формы без разделения ее на части.
2. Конструкция разъемной заготовки состоит из отдельных частей. Элементы каркаса, применяемого для создания сложных поверхностей, легко отделить друг от друга, чтобы изъять заготовку.
3. Специальный тип модели, представляющий собой шаблон для формовки, выбирают для отлива конструкций со сложным рельефом. Такие формовочные модели чаще называют скелетными.

Чтобы получить максимально гладкую поверхность моделей, сконструированных из древесины, гипса или слоновой кости, их подвергают шпаклевке, грунтовке. На финишном этапе поверхность вскрывают модельным лаком (2 слоя). Когда работы над моделью полностью закончены, приступают к изготовлению формы для бронзового литья.

Скульпторы-миниатюристы советуют создавать мастер-модель из полимерного пластика вручную. Изготовление сложных моделей – более трудоемкий процесс с использованием литниковой системы, визуализирующей путь течения металла.

Конструирование литейной формы

Литье бронзы в домашних условиях начинают с изготовления формы. На этапе формовки выбирают один из видов форм – одноразовый или многоразовый. Затем емкости наполняют жидким металлом. Когда бронза остывает, она обретает контуры будущего домашнего шедевра. Форму можно изготовить из готовой формовочной смеси, имеющейся в продаже, пользуясь набором специальных приспособлений. Чаще основным материалом для формовки мастера выбирают глинисто-песчаную смесь. Глину соединяют с тщательно очищенным песком кварцевой разновидности.

С учетом литейной технологии, форме для литья отводится решающая роль, что требует строгого соблюдения правил формовки. Литейная конструкция, которая будет заполнена расплавленным металлом, должна быть прочной и сохранять свои пропорции. Задача реализуется при помощи опок, представляющих собой две металлические полуформы, удерживающие объем формовочной смеси во время ее уплотнения. После завершения формовочного процесса приступают к работе с металлом.

Этап формования

Когда отливочная форма правильно подготовлена (прокалена внутри печи), предстоит заняться подготовкой расплавляемой массы. Для этого нужно измельчить подготовленный бронзовый лом и загрузить его в предварительно вычищенный тигель.

Что делать дальше:

• тигель с металлоломом поместить в печь и нагревать до требуемой температуры;
• когда бронза расплавится, тигель нужно еще несколько минут прогреть в печи для достижения максимальной текучести металла;
• пользуясь щипцами и крючком, емкость с расплавленным металлом извлечь из печи;
• заполнить расплавленным составом подготовленную форму, контролируя толщину струи расплава.

Занимаясь плавкой бронзы, в домашних условиях нужно самостоятельно поддерживать определенный температурный режим, учитывая параметры качества сплава. Если плавить бронзы оловянистого состава, требуется температура не выше 950 °С. Для безоловянистых сплавов максимальная температура составляет 1100 °С.

Процесс заливки расплавленного состава во время литья имеет свои технологические особенности:

• при использовании крупной формы жидкая масса бронзы полностью вытесняет воздух из емкости;
• применение маленьких формочек требует наличия центрифуги для равномерного распределения массы внутри формы.

Заливка по формам продолжается не более 2 минут. Но ее правильное выполнение обеспечивает качество поверхности готового изделия. Результатом несоблюдения правил станет появление дефектов – пригаров, недоливов, шлаковых раковин, спаев.

Извлечение

Завершив отливку, дожидаются остывания металлической массы. Затем бронзовое изделие можно извлекать из многоразовой формы, пользуясь щипцами и крюком. Одноразовую заготовку для отливки просто разрушают. Необходимо учесть, что после завершения литья поверхность собственноручно отлитой статуэтки не порадует отличным качеством. Художественное изделие требует специальной обработки.

Обрубка и сборка

Даже при соблюдении всех правил технологии литья бронзы не удастся избежать появления изъянов на поверхности отлитой статуэтки. После печки она выглядит оплавленным куском металла. Чтобы придать бронзовой поделке товарный вид, ее нужно для начала обработать при помощи металлической щетки либо абразивного материала, позволяющих сгладить следы прибылей заливов, выпоров. Операция очистки, выполняемая механическими инструментами, получила название обрубки.

Если в составе бронзовой конструкции несколько элементов, на завершающем этапе литья их соединяют в единое изделие. По ходу монтажа отливки гнезда соединения должны совпадать полностью.

Основной недостаток ручного разлива металла – неполное заполнение формы из-за высокой текучести бронзы. Это вредит четкости поверхностного рисунка. Чтобы устранить неприятный дефект, мастера рекомендуют заняться творчеством чеканки.

Центробежное литье бронзы

Минимизировать затраты на выполнение механической обработки поможет центробежное литье бронзы, выполняемое на недешевом оборудовании. Технологию применяют на производстве для изготовления деталей (шестеренки, втулки, вкладыши, кольца и др.) с повышенным требованием к износостойкости.

Главное отличие этого вида литья связано со способом заполнения расплавленной бронзой отливочных форм, подвергаемых действию центробежной силы. Под ее влиянием происходит разбрасывание заливаемого бронзового расплава по поверхности стенок формы, равномерно покрываемых горячей композицией.

Технологию центробежного литья реализуют на специально разработанном оборудовании с вертикальным либо горизонтальным расположением оси вращения литейной емкости. Производственный комплекс состоит из следующих элементов:

• тигля для расплавления металлического лома;
• желоба для подачи расплавленной массы внутрь литейных форм;
• изложницы (прямоугольная форма из прочного материала).

Для обеспечения вращения устройство оснащено электродвигателем, привод которого работает на клиноременной передаче. Центробежная технология плавления бронзы позволяет добиться высокого качества литья при изготовлении бронзовых конструкций, имеющих чрезвычайно сложный рельеф. Благодаря центробежному распределению расплавленного металла внутри литейной емкости повышается плотность поверхности отливки, стремительно возрастает износостойкость изделия.

Используемая литература и источники:

• Hedden, Thomas Dexter. The Names of the Metals in Slavic and Baltic and Their Significance for the Ethnogenesis of the Slavs, University of California in Berkeley, 1988
• Ковшов А. Н. Технология машиностроения. — М.: Машиностроение, 1987.
• Hart, G. H. & G. Keeley, 1945. Metal Work For Craftsmen, London: Sir Isaac Pitman & Sons.

Самостоятельное литье бронзы

Литье бронзы в художественном стиле является настоящим произведением искусства. Это направление работы с металлом зародилось еще до нашей эры, но при этом оно не забыто и сейчас.

Постепенно технология художественного литья из бронзы совершенствовалась. Создавать причудливые изделия из бронзы специалисты могут как в домашних условиях, так и на заводском производстве.

Литые из бронзы конструкции ассоциируются с аристократическим убранством Средних веков.

Пик популярности бронзовое литье получило в эпоху европейского барокко и классицизма. Мастера того времени создавали роскошные и изысканные композиции из бронзы, которыми люди любуются и по сей день.

Сейчас бронзу используют в различных целях, в большинстве случаев для изготовления скульптур и сувениров, лестничных ограждение и решеток, элементов интерьера, люстр и бра, заборов и ворот.

Общая характеристика металла

Бронза – это сплав меди в сочетании с оловом, реже в качестве дополнительного элемента используется кремний, свинец или алюминий. В зависимости от процентного соотношения металлов бронза приобретает различный цвет.

Базовые показатели этого материала обусловили его широкое применение в различных направлениях. Бронза отличается следующими свойствами:

• высокая прочность;
• износостойкость;
• низкий уровень коррозии;
• простота обработки;
• паростойкость;
• высокая тепло и электропроводность;
• устойчивость к различным повреждающим факторам. К ним относится и влияние окружающей среды.

По сравнению с другими аналогичными сплавами бронза отличается особой прочностью и стойкостью. Температура ее плавления 1000–1100 градусов.

Специалисты по работе с металлом используют два варианта бронзы: с содержанием олова и без него. Ко второй группе относятся такие типы бронзы:

• свинцовый – обладает высоким уровнем стойкости и устойчивости;
• бериллиевый – этот сплав характеризуется наибольшей стойкостью и прочностью, превосходя показатели стали;
• кремниецинковый – обладает наиболее высокой текучестью в расплавленном состоянии;
• алюминиевый – наиболее стоек перед различными раздражителями, особенно химическими.

Несмотря на хорошие показатели, оловянный тип бронзы получил самое широкое распространение. Особенностью бронзового литья является небольшой процент усадки, поэтому его часто используют для изготовления деталей, требующих точного соблюдения размера.

Поэтому такие изделия после отливки нуждаются в минимальной обработке, так как они имеют гладкую поверхность и четкие контуры. Это качество металла проявилось и в художественном литье, а также в отрасли машиностроения для изготовления различных деталей.

Технология изготовления художественных изделий из бронзы

Художественное литье из бронзы является популярным способом изготовления различных предметов интерьера:

• статуэток;
• сувенирных часов;
• гербов;
• письменных наборов.

Процесс литья бронзы трудоемкий и многоэтапный, но изделия из него отличаются хорошим внешним видом и качеством и поэтому пользуются популярностью.

Перед тем как изготовить то или иное изделие необходимо создать эскиз будущей конструкции. Эта работа выполняется художником и дизайнером. Разработанный ими рабочий чертеж является основанием для изготовления отливной модели, по которой будет формироваться опечатка будущего изделия.

Модели, используемые для художественного литья из бронзы и латуни, изготавливаются из таких материалов, как дерево или слоновая кость. Пластик или гипс для этих целей используется реже. Поверхность деревянной или слоновой модели обязана быть обработана шпаклевкой и грунтовкой.

После наносится специальный лак в несколько слоев. Такие манипуляции необходимы для того чтобы добиться максимально ровной и гладкой поверхности.

По типу конструкции выделяются следующие типы моделей:

• неразъемные – это монолитные изделия, которые применяются для ручного литья при домашних условиях;
• разъемные – это сборная конструкция, состоящая из отдельных разъединяющихся элементов;
• специальные – это шаблоны, которые применяются для литья сложных конструкций.

После изготовления подходящей модели начинается производство литейной формы. Это довольно трудоемкий и долгий процесс, для выполнения которого необходимы формовочные композиции, специальный инвентарь и приспособления.

Сами литейные формы являются как одноразовыми, так и многоразовыми. Они наполняются расплавленным металлом, который после остывания принимает форму, идентичную будущей модели изделия.

Технология литья бронзы состоит из таких этапов:

• изготовления формы;
• расплавление металла;
• заливка;
• выбивка;
• очистка и окончательная обработка отливок.

Изготовление восковой модели для литья из бронзы в домашних условиях

Особенности работы с бронзой в домашних условиях

Сегодня множество красивых изделий изготавливается на основе сплава бронзы. Если есть желание и возможность заниматься этим в домашних условиях, необходимо прежде всего учесть особые характеристики этого материала.

Нужно обзавестись следующими вспомогательными устройствами:

• форма для заготовки;
• щипцы;
• горн;
• тигель;
• древесный уголь;
• печь, которая обеспечит нужную температуру плавления.

Для достижения желаемого результата нужно соблюдать строгую последовательность в выполнении процесса литья бронзы.

Сначала необходимо поместить тигель на печь и заложить в него куски металла. Установив регулятор нагрева, достигается температура плавления, бронза меняет форму. Затем с помощью крючка тигель вынимается из печи, и сплав заливают в специально подготовленную форму.

Так как температура плавления бронзы относительно невысокая специальную печь специалисты рекомендуют заменить паяльной лампой или автогеном.

Одной из наиболее трудоемких процессов в этой работе является формовка – изготовление специальной формы для литья. Для этих целей используются специальные формовочные смеси из глины или кварцевого песка. Важность этого этапа определяется тем, что от него будет зависеть идеальная форма будущего отливаемого изделия.

Рекомендации

Литье бронзы в домашних условиях требует специально оснащенного помещения, где будут храниться не только все инструменты, но и средства личной защиты. Рекомендуется обязательно обзавестись рабочим огнетушителем.

Кроме этого, в целях безопасности в мастерской не должны храниться материалы и вещества, которые легко воспламеняются. Для литья бронзы технология важна еще и потому что это занятие довольно травмоопасное.

Если требуется выполнить отливку тонких металлических изделий, то предпочтение необходимо отдать сплаву из латуни, поскольку она легче плавится.

После полного расплавления металла в печи нужно сразу же заполнить форму. Эта процедура занимает несколько минут. Если на этом этапе будет нарушена технология, то в отливке могут образоваться дефекты в виде недолива, шлаковых раковин.

Если литье осуществляется в домашних условиях, то заполнение формы производится специальным металлическим ковшом. Управление ковшом производится вручную.

После того как отливка охладилась до необходимой температуры необходимо ее выбить. Это манипуляция выполняется с помощью клещей и молотка. Если использовалась одноразовая форма, то нужно просто разломать ее.

На промышленном производстве часто используются многоразовые формы. В этом случае выбивка проводится через разъединение элементов формы. После выбивки проводится обрубка, эта процедура заключается в устранении дефектов с поверхности отливка.

Заключительная обработка

После извлечения из литейной формы изделия, как правило, имеет непрезентабельный вид. Оно имеет различные поверхностные дефекты. Чтобы придать изделию из бронзы нормальное состояние и его нужно очистить шлифовальной машинкой или металлической щеткой.

Помимо очистки, потребуется и чеканка, хотя бронза имеет неплохую текучесть и при заполнении формы с легкостью проходит во все углубления. Тем не менее для того чтобы добиться на изделии четкого рисунка не обойтись без чеканки. Этот этап работы часто занимает долгое время, особенно если изделие имеет ажурные элементы.

Чеканка является наиболее творческим этапом литейной процедуры, и от ее качества будет зависеть окончательный внешний вид изделия. Готовые изделия часто покрывают серебром или позолотой, хромом или никелем. Часто дополнительным слоем покрываются статуэтки.

Изделия, отличающиеся сложностью конструкции, могут отливаться отдельными частями, а не целиком. После, элементы изделия соединяются специальными замками. Рекомендуется маркировать каждую часть, чтобы не спутать замки при сборке.

Видео: Литье бронзы в стальную форму

Применение различных сплавов бронзы в быту и народном хозяйстве

Сплавы меди известны с самых древних времен и широко распространены и сейчас. За исключением составов, включающих цинк или никель, все остальные виды относят к бронзам. Существует их весьма внушительное количество, свойствами они обладают самыми разными, так что сфера их применения огромна. И данная статья расскажет вам о применении бронзы в машиностроении (автомобилестроении), промышленности, в строительстве, быту и иных областях.

Области применения бронзы

В древности значение меди сложно было переоценить. Этот сплав обладал прочностью, антикоррозийной стойкостью, долговечностью и прекрасной ковкостью, что делало его незаменимым при изготовлении посуды, утвари, оружия, произведений искусства, украшений и даже денег.

С появлением железа значение бронзы как стратегического вещества заметно уменьшилось, однако далеко не исчезло. А вот в сфере искусства ей по-прежнему нет равных.

Про литье из бронзы расскажет данное видео:

Декоративные сферы

• Сейчас бронза, в первую очередь, воспринимается как материал искусства. Крошечные статуэтки и огромные скульптуры, пережившие не века – тысячелетия, вот что такое бронза. Да и сейчас материал охотно используется его. Его ковкость, пластичность, превосходная цветовая гамма, стойкость к внешним факторам великолепны.
• Не менее популярны украшения, которые к предметам искусства как бы и не относятся, но составляют собой самую изысканную часть интерьера: кованые и литые бронзовые украшения перил, лестниц, карнизов и так далее, поразительны.
• Предметы обихода – подсвечники и светильники, письменные приборы и вешалки, рамы для зеркал и картин и подставки для обуви, в конец концов, даже бронзовая мебель, вернее говоря, декоративная часть такой мебели – все это, без сомнений, придает интерьеру изысканность и благородную роскошь.

Промышленные сферы

Не менее обширны области использования материала, не связанные с его декоративными качествами.

• Литейная оловянная бронза подлежит широкому применению при получении фасонных отливок самой сложной формы: бронза дает минимальную усадку, так что бронзовые детали – подшипники, шестерни, втулки, уплотнительные кольца и так далее, со временем не изменяются. А, так как бронза устойчива к действию соленой воды, из нее получают множество деталей механизмов, предназначенных для работ под водой.
• Деформируемые бронзы, то есть, пластичные при низкой температуре, используют для получения шестеренок, втулок и прокладок машин, работающих под высоким давлением. А высокая упругость сплава обуславливает применение в изготовлении пружин, частей контрольно-измерительной аппаратуры, токоведущих пружин и так далее.

• Бериллиевую бронзу отличает высокая упругость, повышенная стойкость к коррозии и электро- и теплопроводность, сравнимая с медью. Основная область применения – электротехника. Бериллиевая бронза находит свое применение при изготовлении интегральных схем, при производстве оптоволоконного оборудования, в разнообразных пружинных контактах и так далее. Сплав меди с бериллием позволяют получить детали самых миниатюрных размеров, так что без них не обходится ни один планшет, коммуникатор, мобильный телефон и так далее.
• Алюминиевая бронза известна своей стойкостью к коррозии и заметно меньшей стоимостью по сравнению с оловянной: алюминий намного дешевле в производстве, чем олово. Используют сплав так же, как оловянный: для разнообразного водоснабжающего оборудования, для машин, работающих во взрывоопасных условиях, для аппаратуры, эксплуатирующейся в коррозийных средах – морская вода, химическая лаборатория, и так далее. Кроме того, алюминиевая бронза имеет красивый золотистый цвет, поэтому подлежит применению при изготовлении элементов декора, а также бижутерии и даже монет.
• Кремниевые бронзы включают также никель и марганец. Их отличительная особенность – упругость, антифрикционные свойства, способность сохранять пластичность при низких температурах. Применение, по сути, тоже – подшипник, изготовление втулок из бронзы, измерительная аппаратура, но с учетом предназначения – для работы в северных широтах.

Про использование бронзы в строительстве читайте ниже.

Использование металла в строительстве

Бронза – неплохой конструкционный материал, хотя как раз в таком качестве в строительстве она не используется: слишком дорого стоит. Однако находит свое применение в тех деталях и предметах, где ее коррозийная стойкость и долговечность оказываются незаменимыми.

Сантехника

Сплав, используемый в таком виде – признак роскоши и богатства. И с утилитарной, и с декоративной точки зрения бронза, безусловно, хороша в этой сфере, но и стоимость такие предметы имеют внушительную.

• Гигиеничность – сплавы не имеют пор, а, значит, не накапливают грязь и не позволяют размножаться бактериям. А для умывальника или унитаза это весьма ценное качество.
• Коррозийная стойкость – на бронзу никакого влияния не оказывает ни горячая, ни холодная вода, ни сырость, ни бытовая химия. Ванные и умывальники можно подвергать любым дезинфицирующим процедурам.
• Теплопроводность – как правило, низкая тепло- и электропроводность металлического сплава является недостатком, но не в данном случае. Бронза проводит тепло намного хуже меди, а, значит, дольше ее удерживает. Это прекрасное качество для ванной.
• Долговечность – «брошенный» на произвол судьбы предмет из бронзы со временем покрывается патиной, которая предупреждает дальнейшую коррозию сплава. Так что бронзовая сантехника – это выбор на многие десятилетия.
• Декоративность – разные бронзовые сплавы имеют различные оттенки, как правило, желтые и красные. Цвет очень богатый, включает массу оттенков, а малейшая рельефность эту игру цвета только подчеркивает. Полированная бронза блистает как золото.

Не меньшей популярностью пользуется сантехника и фурнитура «под бронзу», покрытая тонким слоем сплава. Пользовательские характеристики ее ниже, однако декоративность вполне приличная.

Если бы не стоимость, из бронзы изготавливали бы все возможные узлы и разводки в системах горячего, да и холодного водоснабжения. На практике и бронза, и латунь используют только на самых ответственных участках. Причем они одинаково практичны и для систем отопления, и для питьевого водоснабжения.

А вот бронзовые фитинги самого разнообразного вида и резьбовые, и для капиллярной пайки, применяются очень широко.

• Особенно эффективны бронзовые детали при необходимости собрать в одну систему трубы из разных материалов. Бронза способна создавать на внутренней стороны трубы защиты катодный слой, тем самым не допуская появления электрохимической коррозии.
• Бронзовые фитинги отличаются чрезвычайной механической прочностью.
• Они очень устойчивы к перепадам температур и давления.
• Безразличны к действию хлора и озона, растворенного в воде.
• Подавляют активность бактерий, что очень ценно при подаче питьевой воды.

Про изготовление памятников, скульптур, бюстов, статуэток, мемориальных досок и иных фигур из бронзы читайте ниже.

Скульптуры и памятники

Бронза относит к твердым скульптурным материалам и к наиболее долговечным. Бронза по прочности и надежности не уступает камню, а чем-то даже превосходит, поскольку менее чувствительна к перепадам температур. Кроме того, материал обладает прекрасной коррозийной стойкостью и дает минимальную усадку, что позволяет воспроизвести в металле самое сложное изображение.

Из сплава изготавливают и самые крупные памятники и крошечные статуэтки, используемые для декорирования помещения. Обусловлено это техникой изготовления статуй – литьем.

• Первоначально заготовку готовку для скульптуры лепят из воска. Этот материал очень пластичен при нормальной температуре и позволяет воспроизвести самый микроскопический рельеф, вплоть до незаметных глазу шероховатостей кожи. Затем на заготовку наносят слой глины и вытапливают воск, получая таким образом готовую форму для литья. Ну а затем приходит черед бронзы.
• Для увеличения эффекта готовую скульптуру можно отполировать, увеличивая блеск и игру оттенков.

Из бронзы изготавливаются также памятные доски, эмблемы, барельефы, гербы и так далее. Это любимый материал садовой архитектуры: фонтаны, детали скамеек, беседок, ротонд, садовая скульптура и прочее из бронзы всегда прекрасны.

Об изготовлении трафаретов и иных изделий из бронзы как предметов быта читайте ниже.

Уникальные скульптуры из бронзы представлены в данном видео:

Предметы быта

Мало что так сочетается с классическими интерьерами как бронза. Матовая или блестящая, патинированная или позолоченная, она одинаково эффектна, благородна и изысканна. Даже в самом модном урбанистическом интерьере – хай-тек, лофт, техно, ей находится место.

• Фурнитура – накладные петли, декоративные замки, ручки самых невероятных форм. Фурнитура из бронзы красива и практична, поскольку эта красота совершенно точно не пострадает ни от сырости, ни от разлитого кофе, ни от пытливого интереса ребенка.
• Фурнитура в ванной – держатели для полотенец, краны, душевые лейки, штанги дли ширмы и многое другое. Если нет возможности установить бронзовую ванную на львиных ножках, элегантность помещению придадут бронзовые смесители.
• Предметы декора – изготовлению из бронзы подлежат пепельницы, конфетчицы, подставки любого вида и рода, светильники-торшеры и, конечно же, подсвечники – непременный аксессуар романтического вечера. Бронза с ее богатым цветом и текстурой, как никакой другой материал подчеркивает индивидуальность интерьера.

Использование бронзы требуется и при изготовлении более крупных предметов – картинной рамы, решетки для камина, напольной вешалки, подставки для ног и прочих необязательных, но изысканных вещиц, составляющих настоящее украшение комнаты.

• Бронзовая посуда используется сейчас намного реже. Однако бронзовый кубок, блюдо или ваза и сейчас могут стать изюминкой праздничного стола.
• Бронзовые украшения сегодня – признак очень нестандартного вкуса. Их редко можно встретить в обычной жизни, а жаль: их красота и изящество вполне сравнимы с ювелирными украшениями.
• Популярно и изготовление сувениров из алюминия, латуни и бронзы.

Бронзы – целая группа разнообразных и по большей части очень красивых сплавов. А потому применение их обусловлено не только техническими характеристиками, но и привлекательностью сплава.

Об использовании архитектурной бронзы поведает видео ниже: